Armata 105 czy 120 mm? Uzbrojenie dla kołowego Wozu Wsparcia Ogniowego

O wyborze rodzaju uzbrojenia dla wozów bojowych w dużej mierze decydują rodzaje stawianych przed nimi zadań. Za wyposażeniem kołowego WWO w armatę umożliwiającą prowadzenie ognia kilkoma rodzajami amunicji o możliwie dużej prędkości początkowej (działania przeciwpancerne) oraz wystarczającej sile oddziaływania na różne cele powierzchniowe i powietrzne argumentują m.in. charakter prowadzonych działań, uwarunkowania środowiskowe i przyjęta doktryna.

Przez długi okres jedynym rodzajem broni wsparcia dla walczącej piechoty była artyleria. Początkowo ciężkie i mało skuteczne bombardy z czasem udoskonalano poprzez zwiększenie donośności i masy wystrzelanych pocisków. Wzrastała również skuteczność, szybkostrzelność i żywotność systemów artyleryjskich.

Artyleria była również pierwszym rodzajem broni przeciwpancernej (ppanc.), wraz z jej rozwojem wykształciły się bowiem systemy artyleryjskie przeznaczone do prowadzenie ognia „na wprost” (bezpośredniego) specjalnymi rodzajami amunicji. Możliwości i jakościowy/ilościowy rozwój lufowych systemów ppanc. uległy znacznemu przyspieszeniu podczas trwania II wojny światowej. Powiększanie kalibru i długości lufy oraz zastosowanie dedykowanej amunicji ppanc. spowodowały znaczny wzrost zasięgu, celności a przede wszystkim energii kinetycznej pocisków niezbędnej do penetracji coraz doskonalszych i grubszych pancerzy wozów bojowych.

Z czasem rola lufowych systemów ppanc. zaczęła maleć (wyjątek to radziecka/rosyjska armata 125 mm armata 2A45M Sprut-B czy chińska 125 mm armata firmy Norinco o długości lufy 60 kalibrów), a obecnie takie systemy to prawie wyłącznie armaty czołgowe oraz armaty montowane w innych wozach bojowych.

Pierwsze generacje powojennych wozów bojowych uzbrojone były w armaty o kalibrach od 75 do 100 mm. Często były to armaty przystosowane do montażu w czołgach, a wywodzące się z artylerii okrętowej, przeciwlotniczej czy ppanc. Z czasem zaczęto konstruować armaty specjalnie dla odpowiednich wozów bojowych. II generacja czołgów w krajach zachodnich została w wyposażona w gwintowaną armatę 105 mm (w większości różne wersje rozwojowe brytyjskiej L-7), natomiast w ZSSR opracowano 115 mm armatę gładkolufową U-5T wraz ze stabilizowanymi brzechwowo pociskami podkalibrowymi. Obecnie na Wschodzie standardem jest 125 mm (armata 2A46 i jej kolejne modyfikacje), a na Zachodzie 120 mm (tutaj powszechne zastosowanie ma niemiecka armata typu Rh-M-120 o długości lufy L44/L55, a wyjątek stanowią czołgi produkcji francuskiej i brytyjskiej).

Postęp w dziedzinie zwiększenia wytrzymałości luf, zastosowania nowych, wytrzymalszych i lżejszych materiałów na elementy dział oraz rozwój mechanizmów redukujących siłę odrzutu spowodował opracowanie nowych dział 105, 120 i 125 mm o mniejszej masie, które - zachowując parametry poprzedników - mogą być montowane bez większych zmian na specjalistycznych uniwersalnych podwoziach kołowych i gąsienicowych.

105 mm gwintowana czy 120 mm gładkolufowa? 

O możliwości zamontowania określonego systemu uzbrojenia na danym podwoziu decyduje wiele czynników. Do zasadniczych należy wytrzymałość konstrukcji kadłuba i układu jezdnego/zawieszenia, zachowanie pełnych możliwości bojowych przez zamontowany system, czy spełnienie przez niego wymagań taktyczno-technicznych w pełnym spektrum możliwych zastosowań i sytuacji w walce.

 W odniesieniu do armat czołgowych (w tym realizujących zadania ppanc.) wymaga się:

-      dużej odległości strzału bezwzględnego oraz donośności;

-      zdolności niszczenia celów silnie opancerzonych – w tym czołgów podstawowych;

-      dużej prędkości naprowadzania w obu płaszczyznach oraz jak najmniejszej stabilnej prędkości minimalnej;

-      możliwości prowadzenia ognia w czasie jazdy, w każdych warunkach środowiskowych i pory doby;

-      łatwości i prostoty obsługi.

Natomiast ograniczeniami wobec takich armat są:

-      wymiary średnicy łożyska wieży (wynikające z dopuszczalnej szerokości kadłuba nosiciela);

-      długość lufy zapewniająca odpowiednie charakterystyki balistyczne podczas strzału, ale nie powodująca ograniczeń mobilności, powstawania zbyt dużych naprężeń i obciążeń przenoszonych na kadłub w czasie strzału;

-      masy i momenty bezwładności wieży i armaty, które nie mogą przekroczyć poziomu dopuszczalnego ze względu na sprawność układu stabilizacji i naprowadzania, a także zużycie mechanizmów i zespołów podwozia i układu jezdnego;

-      sposób zamocowania umożliwiający szybką wymianę lufy w warunkach polowych;

-      szerokość części zamkowej i innych elementów, które nie powinny ograniczać komfortu pracy w przedziale bojowym;

-      zastosowanie systemu usuwania gazów bojowych, który powinien być efektywny i skuteczny.

O zasadniczych walorach współczesnych armat czołgowych w dużej mierze decyduje wykorzystywana w nich podkalibrowa amunicja ppanc., a szczególnie możliwość uzyskania przez nią dużych prędkości wylotowych. Prędkość wylotową pocisku można zwiększyć poprzez zwiększenie kalibru broni, zmniejszenie jego masy, zwiększenie długości lufy oraz podwyższenie ciśnienia maksymalnego czy ciśnienia wylotowego podczas strzału. W praktyce np. zwiększenie kalibru spowoduje wzrost wielkości i masy działa (tak samo jak wydłużenie lufy), z kolei zmniejszenie masy pocisku automatycznie zmniejszy zdolność jego rażenia (dotyczy to głownie pocisków o działaniu odłamkowo-burzącym). Zwiększenie ciśnienia gazów prochowych wymaga zwiększenia wytrzymałości lufy,  a to wpływa m.in. na koszty opracowania i pozyskania systemu.

Wprowadzenie nowej 120 mm armaty Rh-M-120 L55 spowodowało wzrost masy lufy z 1190 do 1347 kg w porównaniu z L44 (masy samej armaty z 3780 do 4160 kg), zwiększenie jej długości z 5300 do 6600 mm i przesuniecie środka ciężkości z 681 mm do 988 mm. Masa działa 120 mm  jest średnio o ponad tonę większa niż 105 mm, a siła odrzutu wzrasta o ponad 100 kN (duży odrzut powoduje przenoszenie dużych sił na łożyska armaty oraz znaczne „kołysanie” platformy podczas strzelania). Przykłady te pokazują wyraźnie, że przejście z jednego kalibru na drugi (a nawet wprowadzenie modyfikacji dla tego samego kalibru) powoduje znaczny skok masy, a co za tym idzie zmianę innych pośrednich charakterystyk (objętości zajmowanej przez działo i jego amunicję, wielkości i wytrzymałości elementów i układów mocowania, stabilizacji czy automatycznego ładowania).

Oczywiście, można to zniwelować zabierając np. mniejszą ilość amunicji do działa o większym kalibrze (przejście ze 105 mm armat gwintowanych na 120 mm gładkolufowe spowodowało średnio wzrost masy naboju i jednostki amunicji wewnątrz pojazdu o ok. 50%), ale takie posuniecie drastycznie ogranicza możliwości wozu bojowego (czego przykładem są wnioski z misji afgańskiej, gdzie zapotrzebowanie na duże ilości amunicji często wymuszało zabieranie jej ponad normatywnej ilości).

105 mm amunicja typu M393A3 posiada masę 21,2 kg przy masie głowicy bojowej 2,9 kg, a 120 mm amunicja typu IM-HET odpowiednio 25 kg przy masie głowicy 3,2 kg. Jak widać, różnica mas to ok. 4 kg, a ładunku bojowego już tylko 0,3 kg. Pocisk M1060CV typu APFSDS-T do 105 mm armaty ma zdolność penetracji 540 mm RHA (pod kątem 60⁰) na 2000 m, a 120 mm pocisk M1080 tego samego typu ok. 570 mm (na 2000 m, pod kątem 0⁰).

Kolejną kwestią są możliwości prowadzenia ognia w płaszczyźnie pionowej. Oferowane na rynku systemy ze 105 mm armatą gwintowaną posiadają budowę łoża i kołyski, która daje możliwość prowadzenia ognia w zakresie kątów podniesienia powyżej + 20⁰ (nawet do + 42⁰) w porównaniu z maksymalnie + 20⁰ dla działa gładkolufowego o kalibrze 120 mm. Wyjście poza te zakresy jest oczywiście możliwe, ale spowoduje niedopuszczalne zwiększenie wysokości wieży (a tym samym całego pojazdu), co negatywnie wpływa na przeżywalność wozu na polu walki, pogarsza jego mobilność, zmniejsza żywotność mechanizmów i zespołów (oraz powoduje adekwatny dalszy wzrost masy).

Niewielki zakres zmian kąta podniesienia armaty ma również niekorzystny wpływ na warunki pracy układu stabilizacji podczas jazdy w trudnym (pofałdowanym) terenie - dochodzi wówczas do częstych uderzeń zespołów armaty w ogranicznik położenia - co m.in. wpływa na skuteczność ognia oraz, w efekcie, na żywotność tych elementów i mechanizmów.

System wieżowy posiadający większe kąty podniesienia lufy jest zdolny nie tylko do zwalczania broni pancernej, ale jednocześnie umożliwia prowadzenie wsparcia ogniem bezpośrednim/pośrednim za pomocą różnych typów amunicji. Oferowany dla 105 mm działa pocisk HEP-T posiada wszystkie te możliwości niszczenia/uszkadzania lekkich budynków, żelbetonowych ścian, bunkrów polowych, bloków blokady drogowej czy pojazdów i siły żywej, co adekwatna amunicja HEAT, HE, CAN i PELE.

Można dzięki temu prowadzić ogień do celów umieszczonych na pewnej wysokości (przy kącie podniesienia + 42⁰ na dystansie 50 m można prowadzić ogień do celów zlokalizowanych na wysokości 45 m, a przy kacie + 20⁰ tylko do 18 m) lub w ograniczonym zakresie celów powietrznych (śmigłowce i BSP) poprzez zastosowanie specjalnej amunicji.

Armaty gwintowane charakteryzują się możliwością strzelania amunicją stabilizowaną w locie obrotowo i za pomocą stateczników (brzechw), natomiast gładkolufowe wyłącznie brzechwowo. Amunicja stabilizowana brzechwowo posiada mniejszą masę przenoszonego ładunku i większy opór aerodynamiczny podczas lotu. Ponadto stateczniki na pociskach typu HESH i dymnych zwiększają objętość i masę o około 20% w porównaniu z adekwatnymi pociskami stabilizowanymi ruchem wirowym.

Objawami, które wskazują na zużycie lufy, są spadek prędkości wylotowej (a za tym donośności) oraz wzrost rozrzutu. Przyjmuje się, że lufa nie nadaje się do użycia, gdy spadek prędkości wylotowej przekracza 10%. Żywotność luf jest różna i wynosi od ok. 10 000 strzałów dla luf nowoczesnych haubic do 200-600 strzałów dla luf czołgowych. Różnice wynikają głównie z wykorzystywania pocisków podkalibrowych.

W badaniach prowadzonych w Wielkiej Brytanii stwierdzono zbyt duży rozrzut amunicji stabilizowanej brzechwowo, co wynika m.in. z szybszego zużycia lufy w porównaniu do armat bruzdowanych (aczkolwiek obecny postęp technologiczny w wytwarzaniu luf gładkolufowych znacznie wydłużył ich żywotność).

Kolejną zaletą lufy gwintowanej jest możliwość wykorzystania ruchu wirowego pocisku do uzbrojenia zapalnika, gdyby technologia taka (np. ABM – Air Burst Munitions) zyskała na znaczeniu w odniesieniu do systemów broni dużego kalibru (obecnie rozwija się ona dynamicznie w przypadku amunicji dla armat automatycznych kalibru 30 ÷ 50 mm).

120 mm armata pozwala osiągać prędkości początkowe w granicach 1800 m/s, co wpływa na wysoką zdolność penetracji pancerza (zwłaszcza na odległościach do 1500 m). Armaty gwintowane, wprowadzając pocisk w ruch wirowy stabilizujący go i przeciwdziałający obracaniu się wokół środka ciężkości, zapewniają zwiększoną celność, zasięg i siłę rażenia (zwłaszcza na większych odległościach – ponad 1500 m) oraz efektywniejsze rozwiązania amunicji do zastosowań specjalnych.

W wypadku zamontowania 120 mm armaty gładkolufowej na KTO Rosomak musimy się liczyć z ograniczeniami w postaci:

-      niewielkich możliwych do uzyskania kątów naprowadzania działa (w elewacji do +20⁰ ale również w azymucie – nie wiadomo czy kadłub KTO będzie zdolny do przenoszenia wszystkich sił i obciążeń związanych ze strzelaniem w pełnym zakresie kąta 360⁰ wokół pojazdu);

-      zmniejszonej ilości amunicji gotowej do użycia (i przewożonej) oraz - przede wszystkim - jej rodzajów;

-      prawdopodobnym zakłóceniem bilansu energetycznego pojazdu, wynikającym ze zwiększonego zapotrzebowania na energię takiego systemu wieżowego.

Wzrost kalibru ze 105 do 120 mm niewątpliwie spowoduje zwiększenie przebijalności pancerza w granicach 10-15 % (wydłużenie lufy wpływa podobnie na poprawę zdolności penetracji pancerzy o ok. 5-10 %), nie sprawi jednak, że WWO stanie się niszczycielem czołgów – co więcej, taka rola nie jest dla niego przewidywana. Dodatkowo, pojazd utraci swoje największe walory tj. wysoką mobilność, pływalność, możliwość zwalczania celów powierzchniowych i powietrznych, zmniejszony też zostanie poziom zapewnianej przez niego ochrony. Prowadzone obecnie prace nad  modyfikacją KTO Rosomak (m.in. instalacją BMS, dostosowaniem do Tytana, modyfikacją SKO do poziomu „hunter-killer”, wzmocnieniem poziomu zapewnianej ochrony itp.) napotykają określone trudności wobec konieczności zachowania zdolności pokonywania przeszkód wodnych. Wyraźnie widać, że zastosowanie na WWO 120 mm armaty wyczerpie zapas ładowności i zamknie drogę do dalszych modyfikacji w przyszłości.

Ekonomia i nowe możliwości

Ograniczenia budżetowe, wynikające z kryzysu ekonomicznego oraz zawirowań gospodarczych i politycznych na świecie, nakazują uzyskiwanie umiarkowanych cen przy wprowadzaniu nowych technologii i realizowaniu zakupu sprzętu. Dotyczy to też kosztów posiadania i eksploatacji. Działania tego typu mają obecnie zasadnicze znaczenie, wynika z nich szereg inicjatyw mających na celu optymalizację kosztów pozyskania i - przede wszystkim - utrzymania nowego uzbrojenia i sprzętu wojskowego (Whole Fleet w Wielkiej Brytanii, LogMod Initiative w USA, PEGP we Francji).  Jedną z pochodnych takich działań jest właściwa ocena zarówno celowości i ekonomiczności pozyskania danych zdolności (technologii), jak również potencjalnych zysków, możliwych do uzyskania w przyszłości. 

W dyskusji na temat WWO pod adresem armat gwintowanych 105 mm najczęściej pojawia się zarzut konieczności wprowadzenia do wyposażenia nowego rodzaju amunicji tego kalibru, a - co za tym idzie - przygotowania zaplecza produkcyjnego i eksploatacyjnego. Jednak decydując się na ten kaliber, zyskujemy nie tylko nowoczesną, uniwersalną amunicję (w tym ppk), ale i technologię jej wytwarzania (podkreślić należy, że 105 mm systemy lufowe są bardzo rozpowszechnione na świecie i długo pozostaną w uzbrojeniu wielu armii świata). W tym miejscu zaznaczyć należy, że obecnie do armat kalibru 120 mm nie jest oferowana amunicja typu HESH/HEP-T, kartaczowa - przeciwpiechotna czy SMK-WP-T.

Na rynku obecne są gotowe rozwiązania systemów wieżowych ze 105 mm armatami (w tym wstępnie zintegrowane oraz przebadane z KTO Rosomak), co ma duże znacznie wobec kosztów związanych z pozyskaniem WWO. Podkreślić też trzeba zdecydowanie niższe koszty amunicji kalibru 105 mm. Pocisk typu APFSDS tego kalibru kosztuje średnio ok. 3000 $, natomiast kalibru 120 mm od 6000 do 9000 $.

Jeśli wraz z decyzją o uzbrojeniu WWO w armatę wybrano by do niej ppk (np. CT-CV z Falarick 105 naprowadzany w kodowanej wiązce laserowej), uzyskano by dodatkowy, skuteczny środek ppanc. o innym sposobie naprowadzania niż ppk Spike. Ma to ogromne znaczenie na współczesnym polu walki, obfitującym w  środki zakłócające i przeciwdziałania. Byłby to również impuls do pozyskania nowych technologii i samodzielnego rozwoju tego ppk, a z czasem opracowania nowszych rozwiązań na jego bazie.

W porównaniu z kosztownym i napotykającym duże trudności w realizacji programem doposażenia KTO Rosomak w wyrzutnie ppk Spike, WWO wyposażony w armatę dysponującą możliwością strzelania ppk posiadałby większą jednostkę ognia (z amunicją o różnym przeznaczeniu) oraz większą skuteczność wobec coraz bardziej rozpowszechnianych aktywnych systemów ochrony pojazdów ASOP (dzięki możliwości wykorzystania  pocisków podkalibrowych).

Obecnie oferowane systemy wieżowe to również nowoczesne SKO, modułowe rozwiązania w zakresie ochrony, czy systemów łączności i przekazywania danych. Taki system posiadałby o wiele większe możliwości w zakresie rozpoznania, wykrywania i niszczenia potencjalnych celów, niż systemy wykorzystywane obecnie na KTO Rosomak, pozwalałby też na łatwiejszą modernizację z wykorzystaniem obecnie wdrażanych rozwiązań, jak również w przyszłości.

Podsumowanie

Armaty gładkolufowe kalibru 120 mm są niewątpliwie zdecydowanie lepsze w przypadku realizacji zadań typowo przeciwpancernych, nawet jeśli osiągi najnowszej generacji armat 105 mm są bliskie osiągom armat 120 mm poprzedniej generacji (o długości lufy 44 kalibrów). Jednak biorąc pod uwagę wykonywanie innych zadań oraz wobec kosztów związanych z pozyskaniem i eksploatacją takiego uzbrojenia zintegrowanego z KTO Rosomak, przewaga leży zdecydowanie po stronie 105 mm armat bruzdowanych.

WWO nie jest i nigdy nie będzie typowym niszczycielem czołgów. Posiadał będzie zdolność zwalczania broni pancernej, ale w sposób adekwatny do jego możliwości (taktyki i zasad działania). Natomiast jego zasadniczym przeznaczeniem będzie bezpośrednie wsparcie dla pododdziałów wyposażonych w KTO Rosomak poprzez realizację różnych zadań ogniowych na ich rzecz i idące za tym zwiększenie ich możliwości działania w warunkach bojowych.

Marek Dąbrowski